Kimya Teknolojisi Çevre Kimyası Çözelti hazırlama Çevre Kimyası- Temel Konular (1.Hafta) Dr.Sefa KOCABA Ş• En az iki bileşeni olan karı şımlara çözelti adı verilir. •B i l e şenlerden miktarı çok olan da ğılma ortamına “çözücü”, miktarı az olan ve da ğılan maddeye de “çözünen” adı verilir. • Çözünme olayı molekküller arasındaki çekim kuvveti ile çözünenin molekülleri arasındaki çekim kuvvetine dayanır. • Bir çözücünün bir maddeyi çözebilmesi için; çözücü ve çözünenin kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinin, çözücü ve çözünen moleküllerin arasındaki çekim kuvvetinden daha küçük olması gerekir. •K a t ı sıvı veya gazlar birbirleri arasında belirli oranda karı ştırıldıklarına çözeltiler elde edilir. Ancak her karı şım çözelti de ğildir. Çözelti diyebilmek için sıvının berrak ve saydam olması gerekir. Çözelti renkli olabilir. Fakat ı şı ğı geçirir. Tebe şir tozları su ile karı ştırıldı ğında tozlar suda asılı kalır. Bu durumda iki fazlı (heterojen) bir karı şım elde edilir ve buna “süspansiyon” adı verilir. Süspansiyon bir çözelti de ğildir. • Çözünürlük: genellikle 100 gram çözücünün çözebildi ği maddenin gram miktarıdır. •D o y m u ş çözeltinin 100 ml’sinde çözünen maddenin gram miktarıdır . Çözünen madde miktarı az ise çözelti seyreltik, çok ise deri şik (konsantre) olarak adlandırılır. • Çözücünün çözebildi ğinden daha az madde içeren çözeltilere “doymamı ş çözelti”, çözünürlük sınırına kadar çözünen madde içeren çözeltilere “doymu ş çözelti “ adı verilir. •Maddelerin çözünürlü ğüç o ğu durumda sıcaklı ğın artması ile artar. • Laboratuvarda katıların kütlelerin belirlenmesinde terazi kullanılır. •S ıvıların ise hacimleri, hazır hacim ölçen kaplar yardımı ile ölçülür. Laboratuvarda temel hacim ölçme aletleri: Pipet, büret ve mezürdür. Çözelti hazırlama (% çözeltiler) • Çözeltinin yüz biriminde çözünen madde miktarına denir. A ğırlıkça, hacimce veya hacim-a ğırlıkça olabilir. Örneğin a ğırlıkça % 20’lik tuz çözeltisi dendi ğinde 100 gram tuz çözeltisi içerisinde 20 gram tuz vardır demektir. •A ğırlıkça % 10 luk 500 g NaOH çözeltisi nasıl hazırlanır? • 500 gramın % 10’u 50 gramdır. 50 gram NaOH üzerine 450 gram su ilavesi ile 500 gram % 10’luk çözelti hazırlanmı ş olur. A ğırlıkça yüzde (% w/w) 100 x kütlesi toplam çözeltinin kütlesi maddenin çözünen =• % 10 luk alkol çözeltisinden bahsediyorsak, 100 ml çözelti içerisinde 10 ml alkol çözünmü ştür. A ğırlıkça yüzde (% w/w) • % 25(hacimce) alkol bulunan 2 L çözelti nasıl hazırlanır ? 2L çözeltinin % 25’i bulunur = 0,5 L 0,5 L alkol alınır ve 2L’ye kadar saf su ile tamamlanarak çözelti hazırlanır Hacimce çözeltiler: 100 x hacmi toplam çözeltinin hacmi maddenin çözünen =• % 25 alkol bulunan 2 L çözelti, % 95’lik etil alkolden nasıl hazırlanır ? -% 25 alkol bulunan 2L çözeltinin içerisinde 0,5L saf halde alkol vardır. - İhtiyacımız olan 0,5L saf alkolü soruda verilen % 95’lik etil alkol çözeltisinden sa ğlamamız gereklidir. - 100 95 -? 0 , 5 i şlemi yapıldı ğında 0,526 L sonucu bulunur. - 0,526L % 95’lik etil alkol çözeltisinden alındı ğında 0,5L saf alkol alınmı ş olacaktır CEVAP: 0,526L % 95’lik etil alkol çözeltisinden alınır ve 2L’ye tamamlanır. Sorular: •A ğırlıkça % 15 lik 500 g NaOH çözeltisi nasıl hazırlanır ? • Hacimce % 40’lık sülfürik asit çözeltisi nasıl hazırlanır ? • Hacimce % 40 lık sülfürik asit çözeltisi, %98 lik sülfürik asit çözeltisinden nasıl hazırlanır ? • Hacimce % 15’lik sülfürik asit çözeltisi, %98 lik sülfürik asit çözeltisinden nasıl hazırlanır ? • Hacim – a ğırlıkça yüzde : • 100 hacim biriminde çözünen a ğırlıkça maddeyi verir. Örneğin hacim a ğırlıkça %20’lik sodyumklorür çözeltisi demek 100 ml NaCl çözeltisinde 20 g NaCl var demektir. A ğırlık-Hacimce yüzde (% w/V) • Burada çözeltinin miktarı hacim biriminden, çözünen maddenin miktarı ise a ğırlık biriminden ifade edilmelidir. 100 x hacmi toplam çözeltinin kütlesi maddenin çözünen =• Hacim-a ğırlıkça % 20’lik 2 litre KCl çözeltisi nasıl hazırlanır? •T a n ıma göre çözeltinin her 100 ml sinde 20 g katı KCl bulunması gerekmektedir. O halde 2 litresinde 200 g katı KCl bulunmalıdır. Bu çözeltinin hazırlanması için 200 g katı KCl tartılır ve bir kaba alınır. Üzerine toplam hacim 2 litre olacak şekilde saf su eklenirMolarite: Bir litre çözelti içinde bir mol çözünmü ş madde varsa, o çözeltinin konsantrasyonu 1 molardır. Bir bile şi ğin ya da elementin 1 molü (veya bir molekül gramı) denilince, molekül a ğırlı ğı kadar gram madde anla şılır (1 mol su, 18 gram sudur). Normalite: Bir litre çözelti içinde bir e şde ğer gram çözünmü ş madde varsa, o çözeltinin konsantrasyonu 1 normaldir ) ( sayısı Mol Çözünenin L Hacmi Çözeltinin M = ) ( sayısı gram e şde ğer Çözünenin L Hacmi Çözeltinin N = de ğerli ği etkin maddenin Çözünen kütlesi mol maddenin Çözünen Kütle E şde ğer =Etkin de ğerlik (Tesir de ğerli ği); - Asit ve bazlarda çözeltiye verdi ği H+ veya OH- sayısına e şittir. - Yükseltgen veya indirgenlerde verdi ği veya aldı ğı elektron sayısına e şittir. - Tuzlarda toplam pozitif veya negatif yük sayısına e şittirMolalite: Bir mol maddenin 1000 gram çözücü içinde çözünmesiyle elde edilen çözeltinin konsantrasyonu bir molaldir. Hacim Oranı: Hacimsel karı şımı ifade eder. Örne ğin (1+3) HCl demek, 1 hacim deri şik HCl ile 3 hacim distile suyun karı ştırılaca ğını belirtir. (Kg) a ğırlı ğı Çözücünün sayısı mol Çözünenin m =250 ml 0.1 M’lik NaOH çözeltisinin hazırlayınız Basit olması açısından öncelikle, 250 ml de ğil de 1 litrelik çözelti için ne kadar NaOH gerekli oldu ğunu bulunur. Molaritenin tanımına göre 0,1 mol NaOH gereklidir. Hazırlanacak çözeltinin hacmi bunun dörtte biri oldu ğuna göre gerekli olan NaOH miktarı da öncekinin dörtte biri, yani (0,1*0,25) 0,025 mol olacaktır. Şimdi sıra 0,025 mol NaOH’in kaç gram oldu ğunu bulmaya gelmi ştir. 1 mol NaOH 40 g oldu ğuna göre 0,025 mol NaOH’in (0,025x40) 1 g oldu ğu kolaylıkla hesaplanabilir. O halde yapılacak i ş terazide 1 g NaOH tartıp 250 ml’lik bir balon jojeye koymak ve az miktarda suda çözdükten sonra hacim çizgisine kadar saf su ile doldurmaktır. ) ( sayısı Mol Çözünenin L Hacmi Çözeltinin M = ) ( , sayısı Mol Çözünenin , L M 25 0 1 0 = 0,1 Mx0,25L=0,025 mol NaOH gereklidir. MA m n a ğırlı ğı molekül maddenin (g) miktarı maddenin sayısı mol = = g mol g x mol 1 40 025 0 = = = / , m g/mol 40 (g) miktarı maddenin mol 0,025